Расчет и конструирование многопустотной плиты перекрытия

Исходные данные для проектирования. Требуется выполнить расчет и конструирование сборной железобетонной предварительно напряженной многопустотной плиты перекрытия. Конструктивные размеры плиты 5760×1190×200(h) мм. К трещиностойкости плиты предъявлены требования 3-й категории. Для изготовления плиты перекрытия предусмотрен бетон класса В25, изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении. Напрягаемая арматура выполнена из стержневой арматуры класса А800 с электротермическим натяжением на упоры.

Основные размеры плит приведены на рис. 3.1.

1 170 170

159

159

10

45

26

26

130

130

10

40

3 0

30 0

1190

 

Рис. 3.1. Размеры сечения многопустотной плиты

 

Расчетный пролет, нагрузки и усилия. Расчетный пролет плит  принимают равным расстоянию между осями ее опор на ригель (рис.3.2). При опирании на полки ригелей

мм,

где l_п и a_оп  соответственно длина и величина опирания плиты на полку ригеля.

 

l0=6000

20

l0=5680

400

lп=5760 6000

100

200

10 0

100

               

 

Рис. 3.2. Расчетный пролет плиты

 

Нагрузки на 1 м² плиты перекрытия без учета собственного веса ригеля приведены в п. 9 табл. 2.2. Грузовая площадь сбора нагрузок на плиту показана на рис. 1.4.

Определение усилий в плите перекрытия (рис. 3.3).

 

Эп. Q

Эп. M

l0

Рис. 3.3. Эпюры момента и поперечной силы

 

Усилия от расчетных нагрузок при коэффициенте надежности :
                                         

где a=1,2 м – ширина плиты.

Момент от полной нагрузки при коэффициенте надежности :

Момент от длительной нагрузки при коэффициенте надежности :

Расчетное сечение (рис. 3.4). Расчетное сечение многопустотной плиты назначается из следующих условий: ширина продольного ребра  мм (6 и 30 – количество и ширина средних вертикальных ребер в многопустотной плите; 2 и 40 – количество и ширина крайних вертикальных ребер), высота верхней и нижней полок 35 мм.

Значение , вводимое в расчет, принимают из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета элемента, т.е.  мм и при  не более ширины плиты по верху, т.к. , то  мм. Принимаем  мм. Если , то .

Рабочая высота сечения мм, где  - расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до наиболее растянутой грани элемента (принимаем в пределах 25-30 мм). Величина защитного слоя бетона принимается по указаниям п. 10.3.2  [3].

b= 260

35

35 hf’=35

=1 170

Asp

Рис. 3.4. Расчетное сечение многопустотной плиты (размеры в мм)

Характеристики прочности бетона и арматуры. Расчетные характеристики бетона определяются по табл. 6.7-6.9, 6.11 [3]. Бетон класса В25. Нормативное значение прочности бетона  МПа (сжатие осевое),  МПа (растяжение осевое). Расчетное значение прочности бетона  МПа,  МПа. Начальный модуль упругости бетона  МПа. Коэффициент условия работы бетона  (при продолжительном действии нагрузки), тогда  МПа,  МПа.

Расчетные характеристики арматуры определяются по табл. 6.13-6.15 и п. 6.2.12 [3]. Рабочая арматура многопустотной плиты перекрытия класса А800. Нормативное значение прочности арматуры диаметром 10-32 мм  МПа, расчетное значение прочности арматуры  МПа. Модуль упругости арматуры  МПа. Предварительное напряжение в арматуре  для горячекатаной и термомеханической упрочненной арматуры принимают не более  и не менее  (п. 9.1.1 [3]). Принимаем  МПа.

 

Расчет прочности многопустотной плиты по сечению, нормальному к продольной оси. Значение  (предельный изгибающий момент) для изгибаемых элементов, имеющих полку в сжатой зоне (тавровые и двутавровые сечения) определяют в зависимости от положения границы сжатой зоны.

Определяем положение границы сжатой зоны бетона из условия:

 

 

где М – значение внешнего расчетного момента при коэффициенте надежности по нагрузке ; (100) – переход прочности бетона из МПа в н/см².

Вышеприведенное условие выполняется, т.е. граница сжатой зоны плиты проходит в полке, поэтому несущая способность плиты  определяет как для элемента прямоугольного сечения шириной из условия:

;

Вычисляем

 

Определяем относительные деформации растянутой арматуры, которые для арматуры с условным пределом текучести равны

 

 

где σ _sp – предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и γ _sp=0,9, σ _sp=(640-100)·0,9=486 МПа (100 МПа – предварительная величина потерь).

 

Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны ξ _R по формуле

                                        

где ε _b2 - относительная деформация сжатого бетона, при продолжительном действии нагрузки определяется по табл. 6.10 [3] (либо табл. А.1) в зависимости от относительной влажности воздуха, табл. 4.1 [СП 131.13330]. Для г. Йошкар-Ола относительная влажность 73%, тогда ε _b2=0,0048.

Отсюда

 

,

т.е. сжатой арматуры в плите не требуется. В противном случае требуется расчетная сжатая арматура в верхней полке плиты.

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны можно определить по табл. Б.2 (прилож. Б). Для нашего случая при классе арматуры А800 и  указанное значение равно  (интерполяция).

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: